简述阜阳船闸工程大体积混凝土质量控制措施

吴连社

（阜阳闸管理处 阜阳 236000）

1 前言

阜阳船闸设计等级为Ⅳ级，船舶吨级为500t，年通航能力为400万t，闸室有效尺寸为180m×12m×3.5m（长×宽×门槛水深）。船闸主体工程由12节闸室、上下闸首、导航墙、靠船墩等组成，均为大体积混凝土结构。

由于大体积混凝土结构尺寸较大，施工时段较长，施工技术和施工组织较复杂，易出现混凝土裂缝、蜂窝、麻面、错台及平整度差等质量问题，因此，施工时必须严格遵守混凝土施工规范，制定科学合理的施工方案，采取切实可行的质量控制措施，才能保证混凝土工程质量。

2 混凝土裂缝的控制

大体积混凝土出现裂缝将破坏结构的整体性、防水性和耐久性，危害较大，必须采取严格的措施加以控制。

2.1 混凝土裂缝的主要成因

大体积混凝土裂缝是由多种因素引起的，除外部荷载作用或地基变形产生的裂缝外，主要有水泥水化热引起的温度应力作用、外界气温变化的影响、混凝土收缩变形的影响、边界约束条件的影响等。

2.2 混凝土裂缝控制措施

2.2.1 科学设计混凝土配合比。阜阳船闸针对工程不同部位和不同的混凝土强度，通过试验确定混凝土配合比，使混凝土有相对较低的水化热和较好的和易性。

2.2.2 原材料质量控制。本工程选用优质原材料，水泥采用PO42.5级普通硅酸盐水泥；黄砂采用级配良好的中粗砂，细度模数2.3～3.2.8，含泥量小于2%；碎石采用5～25mm粒径和16～31.5mm粒径，片状颗粒含量不大于10%，含泥量小于1%，存放场地设置混凝土地坪，保证材料清洁并具有较好的粘合性。

2.2.3 合理掺加外加剂。本工程掺10%的Ⅰ级粉煤灰和10%的UEA膨胀剂，以减少水泥用量，降低混凝土的水化热。同时掺加高效泵送LY-8减水剂，使混凝土具有泵送特性，并在混凝土中掺入聚丙烯纤维1.0kg/m3，以增强混凝土早期抗裂能力，减少混凝土收缩。

2.2.4 埋设冷却水管。由于闸室、闸首底板和墩墙较厚，混凝土内外温差较大，故在底板和墩墙中布置冷却水管，通过冷凝水降低混凝土内部水化热，使内外温差小于25℃，并控制降温速度小于2℃/d。

2.2.5 降低入仓温度。本工程底板和墩墙主要集中在夏季浇筑，施工时外界温度较高，对砂石料采取覆盖、洒水降温，浇筑现场搭设遮阳设施，混凝土拌和水采用深井水等措施，以降低混凝土入仓温度。

2.2.6 改善约束条件，减少温度应力。合理安排混凝土施工程序和施工进度，尽可能缩短底板与墩墙之间、分期浇筑混凝土之间的时间间隔。同时，认真处理施工缝，对先期混凝土浇筑3d后进行凿毛，凿除混凝土表面的浮浆及松动石子，并清理干净，铺3cm厚同强度水泥砂浆，以降低前期混凝土对后浇混凝土之间的约束力。

2.2.7 采用“二次”法施工工艺。阜阳船闸大体积混凝土浇筑过程中，对投料、振捣、压光均采取“二次”法施工工艺，使水泥扩散充分，流动性增强，离析和泌水现象减少，提高混凝土早期强度，消除沉降及收缩裂缝。

2.2.8 控制浇筑速度。混凝土采用分层浇筑，控制混凝土分层厚度和浇筑速度，振捣密实，以使混凝土的水化热能尽快散失。

2.2.9 加强养护。浇筑完成的混凝土及早喷养护液和覆盖，防止表面过早脱水而产生收缩裂缝。同时延长拆模时间，控制混凝土内外温度。及时关注天气变化，防止冷空气产生剧烈降温引起温差裂缝。

2.3 混凝土外观控制措施

大体积混凝土极易出现外观质量问题，且控制难度较大，因此加强混凝土外观质量控制十分重要。针对工程水平和垂直表面容易出现的外观质量问题，阜阳船闸采取了一系列质量控制措施。

2.3.1 混凝土水平表面外观控制

2.3.1.1 预控与过程控制相结合。混凝土浇筑前，底板周边高程以模板控制，施工的模板顶部高程即为设计板顶高程；板中部高程采用6m长混凝土压辊在轨道上行走的办法控制标高，轨道采用∠75mm×75mm×6mm角钢，临时反扣在预先测设的钢板支点上，轨道顶高程测设为板顶高程；混凝土浇筑找平后，去除角钢轨道，局部补抹混凝土找平。

2.3.1.2 防止表面干缩裂缝措施。混凝土浇筑压辊找平后，采用真空吸水将表面水分排除，然后用圆盘式抹光机磨光，最后再用叶片式压光机压光。

2.3.1.3 接缝平直度与平整度的控制措施。先浇块施工后进行填缝板安装时，板厚一致，安装牢固，且填缝板顶稍低于先浇混凝土板顶3～5mm；在后浇板混凝土施工时，最后找平周边，以先浇板为准，接缝平整。

2.3.1.4 防止混凝土表面损坏措施。养护工作安排专人进行，同时做好混凝土表面成品保护工作，在底板施工后，进行墩墙施工搭设、拆除脚手架时，钢管、扣件用绳索吊运，并在底板上铺两层草袋进行保护。

2.3.2 混凝土垂直表面外观控制

2.3.2.1 细化模板制作工艺与立模方法。在墩墙、导航墙等主要外露面采用清水模板，即采用大面定型钢模，接缝相对减小，模板表面光滑平整，从而使混凝土表面光滑。

2.3.2.2 加强原材料控制。为保证混凝土表面色泽一致，减少色差，水泥选用同一厂家、同一品种，黄砂、石子选用同一产地。脱膜剂选用新鲜机油。

2.3.2.3 采取入仓挂串筒落料。混凝土落料高度限制不超过2m，避免混凝土浆液飞溅至模板表面时间过长硬化引起麻面。

2.3.2.4 模板接缝处填加橡皮条。橡皮条需用胶先贴于一侧模板上，不能突出模板内侧，避免因接缝处漏浆使表面出现麻面，对拉螺栓外套无缝钢管，防止螺栓处产生麻面。

2.3.2.5 合理布点，下料均匀。对于布料死角区，采用人工二次倒运，严禁用振动棒平仓，按规定均匀插点振捣，不得漏振、过振。

2.3.2.6 控制拆模时间。拆除模板时，混凝土达到须规定强度，侧面模板拆模不低于3.5MPa，拆模要小心仔细，不损伤表面及棱角。

2.3.2.7 修补预留螺栓孔洞。每个孔洞修补前，先撒水湿润，凿毛深约2cm，尺寸形状一致，并用专门配制的砂浆修补，修补后做到与混凝土表面颜色基本一致，表面光滑，不收缩开裂，达到观感美观的效果。

2.3.2.8 防止混凝土表面错台。闸室墩墙全部用槽钢围檩，螺栓连接，以增强模板的刚度及整体性；导航墙、靠船墩等墙体均采用一次立模到顶，一次浇筑混凝土；对确需分段浇筑的部位，在临水面多立一块模板，在先期浇筑标高处外模上钉一水平三角条，在后期浇筑混凝土接缝处模板紧贴已浇混凝土表面，确保接缝水平，可避免混凝土错台产生。

3 质量控制效果

通过检测检验，本工程已完成的混凝土强度均大于设计强度且小于1.5倍设计强度的要求；混凝土保护层厚度抽检合格率达到85%以上；混凝土结构在截面突变处出现了极少的细微裂缝，但裂缝尺寸均在允许限差之内；混凝土表面无明显的蜂窝、麻面、错台等现象，混凝土外观质量较好。

4 结语

阜阳船闸工程针对大体积混凝土施工的特点，采取预先控制与过程控制相结合的措施，在精心选择材料和严格施工工序下功夫，严格控制质量，有效地减少了大体积混凝土的裂缝与外观质量等问题，全面提高了混凝土结构的耐久性、安全性和可靠性